本文關(guān)鍵詞：二古溪傾倒變形體成因機(jī)制分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文以二古溪傾倒變形體為研究對(duì)象,通過(guò)收集原有地質(zhì)資料,運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查的手段(地表勘察、鉆孔編錄、平硐編錄以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè))同時(shí)結(jié)合工程地質(zhì)分析法建立起了完整的地質(zhì)模型;根據(jù)坡表的變形特征以及發(fā)育的“馬刀樹(shù)”特征,分析了邊坡的變形歷史以及目前所處的變形階段;通過(guò)平硐編錄的手段,并對(duì)傾倒邊坡的巖石質(zhì)量進(jìn)行分級(jí),在充分掌握傾倒邊坡地質(zhì)原型、巖體結(jié)構(gòu)組合特征、采用極限平衡計(jì)算與數(shù)值模擬的手段對(duì)傾倒變形體變形體穩(wěn)定性進(jìn)行分析,得到了以下幾條主要結(jié)論:(1)二古溪變形體坡體大多被第四系松散堆積物覆蓋,僅局部零星出露基巖,覆蓋層自上而下可分為塊碎石土、含塊碎礫石土,下覆基巖為三疊系中統(tǒng)雜谷腦組(T2z)的變質(zhì)砂巖夾千枚狀板巖、侏倭組(T2zh)千枚狀板巖與變質(zhì)砂巖互層,基巖總體較破碎,巖體傾倒變形跡象明顯。(2)二古溪隧道的變形情況較為嚴(yán)重,采用三維激光掃描的手段對(duì)隧道變形情況進(jìn)行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)隧道最大的變形位移達(dá)到了1m以上,經(jīng)過(guò)位移-應(yīng)力反算,分析出隧道的受力情況,由于隧道受力變形嚴(yán)重所以無(wú)法通過(guò)維護(hù)后繼續(xù)使用。(3)應(yīng)用節(jié)理玫瑰花圖的思想方法,統(tǒng)計(jì)得出了馬刀樹(shù)的優(yōu)勢(shì)彎曲方向約為220°,在一定程度上為滑坡主滑方向的確定提供了參考依據(jù)。通過(guò)觀察馬刀樹(shù)的外觀彎曲形態(tài),不僅可以重建滑坡變形的歷史,同時(shí)也能夠指示滑坡現(xiàn)今的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。二古溪滑坡上的馬刀樹(shù)絕大部分只有一次明顯彎曲,表明在馬刀樹(shù)生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)只發(fā)生過(guò)一次明顯滑動(dòng);馬刀樹(shù)新老枝干均有輕微向坡下傾斜的角度,表明二古溪滑坡現(xiàn)如今再次處于滑動(dòng)變形當(dāng)中。在二古溪滑坡體上一定面積內(nèi),符合周?chē)旭R刀樹(shù)存在的條件下,統(tǒng)計(jì)到的未出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象的松樹(shù)最大直徑約為15cm。據(jù)此,根據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)公式估算出上次出現(xiàn)明顯滑動(dòng)的時(shí)間約在45年前。(4)二古溪傾倒變形體處于雜谷腦河的“V”字形峽谷中,岸坡兩岸陡峻,臨空條件很好,巖性以軟硬相間的千枚狀薄層板巖及薄~中厚層狀變質(zhì)砂巖為主,河谷為斜向谷,岸坡屬反向陡傾層狀邊坡,邊坡結(jié)構(gòu)極易發(fā)生傾倒變形;在“5.12”和“4.20”兩次大地震中,傾倒邊坡內(nèi)的巖體進(jìn)一步損傷,加上暴雨地下水下滲以及水庫(kù)蓄水,加劇了邊坡的傾倒變形。二古溪邊坡變形的內(nèi)因在于岸坡結(jié)構(gòu)、地形及巖性條件,外因則是上述多種因素綜合作用的結(jié)果,在過(guò)程上呈現(xiàn)“坡腳工程開(kāi)挖改造+地震損傷+連續(xù)雨季弱化+蓄水軟化改造→坡體傾倒蠕滑拉裂”的變形機(jī)制。(5)根據(jù)地形地質(zhì)條件和變形特征的不同,二古溪變形體分為強(qiáng)變形A區(qū)和弱變形B區(qū)。強(qiáng)變形A區(qū)又可分為3個(gè)亞區(qū),A1區(qū)變形跡象明顯,上游邊界裂縫位于二古溪1#隧洞上游進(jìn)口附近,下游邊界裂縫位于二古溪大橋左岸橋頭側(cè),后緣未出現(xiàn)橫向裂縫,前緣1#隧洞及地表變形明顯。A2區(qū)變形跡象明顯,上游側(cè)邊界裂縫沿二古溪2#隧洞外側(cè)公路路面橫向往上、下延伸,下游側(cè)邊界裂縫在二古溪2#隧洞下游洞口外,后緣邊界不明朗,未見(jiàn)裂縫發(fā)育,前緣公路擋墻出現(xiàn)剪裂、2#隧洞底板出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)隆起、邊墻頂拱剪切變形明顯。A3區(qū)總體上變形跡象微弱,除其后緣以A區(qū)后緣邊界裂縫為界外,未見(jiàn)其他明顯變形現(xiàn)象。B區(qū)變形跡象不明顯,地表調(diào)查未見(jiàn)有明顯的變形跡象,僅在2#隧洞上游洞口外側(cè)公路擋墻有輕微的鼓出,后緣隱約發(fā)現(xiàn)有數(shù)條尚未貫通的小裂縫。(6)監(jiān)測(cè)成果表明二古溪變形體仍然處于緩慢變形中。A1區(qū)變形主要表現(xiàn)為向臨空面及向下沉降為主,但也存在變形的差異分區(qū)。2013年5月2日~2014年10月19日期間,在X方向向坡外(右岸)累積變形-950.3mm~-99.9mm;在Y方向累積變形既有向上游變形,也有向下游變形,累積變形為-656.9mm~49.9mm,位于1#隧洞出口靠近雜谷腦橋頭的監(jiān)測(cè)點(diǎn)Y向變形均為正值;在H方向監(jiān)測(cè)點(diǎn)均有下沉的跡象,累積下沉量46.8mm~671.2mm。變形速率與庫(kù)水位上升和降雨有關(guān),當(dāng)庫(kù)水位上升到2530m時(shí)(期間也是雨季),變形明顯加速,庫(kù)水位降到天然河面2516m時(shí),變形過(guò)程線(xiàn)趨于平緩。A2區(qū)變形表現(xiàn)為向臨空面及向下沉降,2013年11月5日~2014年10月19日期間在X方向向坡外(右岸)累積變形-67.5mm~-39.3mm,在Y方向累積變形為-29.9mm~-18.4mm,在H方向累積變形10.5mm~1.4mm。(7)通過(guò)地表地質(zhì)調(diào)查、鉆孔和平洞勘探以及監(jiān)測(cè)資料分析:A1區(qū)邊坡覆蓋層內(nèi)部、基覆界面以及基巖內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)連續(xù)的軟弱層或貫通的滑動(dòng)面,前緣覆蓋層、內(nèi)部基巖傾倒變形強(qiáng)烈,上下游位移矢量相背,變形差異明顯。表明變形體還處于緩慢的應(yīng)力調(diào)整、擴(kuò)容尚未解體的蠕滑協(xié)調(diào)變形階段,推測(cè)邊坡最有可能潛在失穩(wěn)模式是沿碎裂松動(dòng)區(qū)或強(qiáng)傾倒變形底界發(fā)生破壞,在長(zhǎng)期暴雨、地震及水庫(kù)蓄水等因素誘發(fā)下,邊坡將會(huì)產(chǎn)生一定規(guī)模的失穩(wěn)破壞。A2區(qū)坡體主要由雜谷腦組傾倒變形強(qiáng)烈的變質(zhì)砂巖及板巖組成,推斷該區(qū)最可能的變形破壞模式應(yīng)為沿強(qiáng)傾倒變形折斷帶底界形成較貫通的變形軟弱面,進(jìn)而演繹成滑移破壞,在長(zhǎng)期暴雨、地震及水庫(kù)蓄水等因素誘發(fā)下存在一定規(guī)模失穩(wěn)破壞的可能。A3區(qū)變形跡象微弱,除后緣主裂縫外,未發(fā)現(xiàn)明顯的縱向裂縫,分析判斷該區(qū)尚處于蠕變階段,其現(xiàn)狀整體基本穩(wěn)定。B區(qū)變形跡象不明顯,后緣隱約發(fā)現(xiàn)有數(shù)條尚未貫通的小裂縫,分析判斷處于蠕變階段,現(xiàn)狀整體基本穩(wěn)定。(8)通過(guò)計(jì)算分析:A1區(qū)前緣碎裂松動(dòng)帶巖土體在天然工況下處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),在正常蓄水位2540m、水位驟降及正常蓄水位2540m+地震(Ⅶ度)工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K1.0,邊坡處于臨界穩(wěn)定~欠穩(wěn)定狀態(tài),不能滿(mǎn)足庫(kù)區(qū)B級(jí)2類(lèi)邊坡的最小安全系數(shù)要求;A1區(qū)碎裂松動(dòng)帶底界、強(qiáng)傾倒帶底界面在天然工況、天然+地震(Ⅶ度)工況下基本穩(wěn)定,在正常蓄水位2540m、正常蓄水位2540m+地震(Ⅶ度)工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K1.05,不能滿(mǎn)足庫(kù)區(qū)B級(jí)2類(lèi)邊坡的最小安全系數(shù)要求。A2區(qū)強(qiáng)傾倒帶底界面在天然工況、天然+地震(Ⅶ度)工況下基本穩(wěn)定,在正常蓄水2540m、正常蓄水位2540m+地震(Ⅶ度)工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K1.05,不能滿(mǎn)足庫(kù)區(qū)B級(jí)2類(lèi)邊坡的最小安全系數(shù)要求。B區(qū)推測(cè)的強(qiáng)傾倒帶底界面在天然工況、天然+地震(Ⅶ度)工況、正常蓄水2540m、正常蓄水位2540m+地震(Ⅶ度)工況下邊坡穩(wěn)定性系數(shù)K≥1.05,滿(mǎn)足庫(kù)區(qū)B級(jí)2類(lèi)邊坡的最小安全系數(shù)要求。(9)地表地質(zhì)調(diào)查表明變形體后緣裂縫基本貫通,鉆探、平洞勘探揭示坡體中未發(fā)現(xiàn)連續(xù)貫通的軟弱面或滑移面,監(jiān)測(cè)資料表明變形體處于緩慢變形中,且存在變形差異性分區(qū)特點(diǎn)。鑒于變形體內(nèi)未發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一的貫通性軟弱面存在,在不同部位坡體變形方向也存在不一致性,故二古溪變形體發(fā)生整體快速失穩(wěn)破壞的可能性小,但不排除在暴雨、地震及水庫(kù)蓄水等因素作用下,邊坡前緣出現(xiàn)一定規(guī)模的局部失穩(wěn)破壞的可能。
【關(guān)鍵詞】：傾倒變形 變形特征 巖石質(zhì)量 分級(jí)成因 機(jī)制 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TV223
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 選題依據(jù)及研究意義13-14
• 1.1.1 課題背景13
• 1.1.2 選題依據(jù)及研究意義13-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 概述14-15
• 1.2.2 巖體傾倒變形模式及機(jī)理研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.3 穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法18-19
• 1.2.4 勘探與試驗(yàn)方法19
• 1.3 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線(xiàn)19-22
• 1.3.1 研究思路與研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)20-22
• 第二章 地質(zhì)環(huán)境及工程地質(zhì)條件22-40
• 2.1 概述22
• 2.2 區(qū)域地質(zhì)概況22-26
• 2.2.1 區(qū)域地形與地貌22-23
• 2.2.2 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造23-24
• 2.2.3 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震24-26
• 2.3 研究區(qū)工程地質(zhì)條件26-31
• 2.3.1 地形地貌26-27
• 2.3.2 地層巖性27-28
• 2.3.3 節(jié)理裂隙28-30
• 2.3.4 風(fēng)化卸荷30
• 2.3.5 氣象水文30-31
• 2.4 傾倒變形體發(fā)育的主要工程地質(zhì)條件分析31-40
• 第三章 坡表變形特征分析40-78
• 3.1 概述40-41
• 3.2 無(wú)人機(jī)航測(cè)與解譯41-43
• 3.3 變形體平面形態(tài)與規(guī)模43-44
• 3.3.1 變形體平面形態(tài)43
• 3.3.2 變形體總體規(guī)模43-44
• 3.4 坡表裂縫的發(fā)育特征44
• 3.4.1 坡表裂縫的發(fā)展演化過(guò)程44
• 3.4.2 裂縫發(fā)育的兩種形態(tài)及特征44
• 3.5 坡表“馬刀樹(shù)”的發(fā)育特征44-49
• 3.6 隧道對(duì)邊坡變形的響應(yīng)特征49-61
• 3.6.1 隧道的變形特征49-56
• 3.6.2 隧道變形的力學(xué)機(jī)制分析56-61
• 3.7 坡體前緣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析61-74
• 3.7.1 表觀變形監(jiān)測(cè)61-69
• 3.7.2 鉆孔測(cè)斜成果分析69-74
• 3.8 邊坡的變形分區(qū)74-78
• 3.8.1 變形區(qū)的劃分與依據(jù)75-76
• 3.8.2 各變形區(qū)的變形特征76-78
• 第四章 坡體結(jié)構(gòu)特征與巖體質(zhì)量分析78-112
• 4.1 概述78
• 4.2 坡體基本結(jié)構(gòu)特征分析78-80
• 4.2.1 層面與變質(zhì)結(jié)構(gòu)面發(fā)育的特殊性及其識(shí)別78-79
• 4.2.2 邊坡的基本結(jié)構(gòu)特征79-80
• 4.3 邊坡巖體結(jié)構(gòu)面的特征80-90
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)面分類(lèi)80-81
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)面工程地質(zhì)分級(jí)81-88
• 4.3.3 巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型88-90
• 4.4 二古溪傾倒巖體變形破裂分級(jí)90-111
• 4.5 小結(jié)111-112
• 第五章 傾倒邊坡變形演化過(guò)程與破壞機(jī)理研究112-119
• 5.1 概述112
• 5.2 河谷下切的歷史演化過(guò)程分析112
• 5.3 傾倒邊坡變形與破壞機(jī)理分析112-118
• 5.3.1 傾倒邊坡變形與影響因素分析112-115
• 5.3.2 二古溪傾倒變形體的地質(zhì)力學(xué)模型分析115-116
• 5.3.3 傾倒邊坡變形與破壞機(jī)理分析116-118
• 5.4 小結(jié)118-119
• 第六章 二古溪傾倒變形體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與分析119-142
• 6.1 變形體物質(zhì)物理力學(xué)特性119-129
• 6.1.1 物理力學(xué)試驗(yàn)成果119-124
• 6.1.2 國(guó)標(biāo)中巖級(jí)對(duì)應(yīng)參數(shù)值124
• 6.1.3 二古溪傾倒變形體變形面參數(shù)反算124-128
• 6.1.4 巖土體物理力學(xué)性質(zhì)綜合取值128-129
• 6.2 傾倒變形體變形數(shù)值分析129-135
• 6.2.1 隧道開(kāi)挖并支護(hù)后的位移結(jié)果130-131
• 6.2.2 蓄水工況下的模擬結(jié)果131-134
• 6.2.3 模擬分析小結(jié)134-135
• 6.3 極限平衡計(jì)算135-140
• 6.3.1 極限平衡計(jì)算的思路與方法135-136
• 6.3.2 極限平衡計(jì)算的結(jié)果與分析136-140
• 6.4 小結(jié)140-142
• 結(jié)論142-145
• 參考文獻(xiàn)145-150
• 致謝150-151
• 攻讀碩士期間取得成果151

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：498685